Вестник МГТУ. 2015, №4.

Карпов В. Н., Немцев И. А. Экспериментальное определение показателей… 726 следствием чего является увеличение относительной энергоемкости э Q Q . На энергетической характеристике (рис. 6) снижение питающего напряжения отражается смещением точек 2 и 3 вниз и влево, относительно базовой точки 1. При этом все точки лежат на прямой, описываемой функцией Р н = 1,1298( Р д ) + 0,13. Такая закономерность в расположении точек позволяет точно определять относительную энергоемкость для любых промежуточных значений потребляемой мощности. Таким образом, при наличии подобной характеристики для нового оборудования в практическом производстве появляется возможность контролировать энергоэффективность простым сравнением текущих параметров эффективности с заводскими. Вторым существенным фактором, влияющим на энергетическую эффективность процесса нагрева, является температура окружающей среды. Увеличение разности температур между нагреваемой и окружающей средой приводит к увеличению тепловых потерь через ограждающую поверхность бака нагревателя. Для определения влияния температуры окружающей среды на эффективность процесса нагрева был проведен эксперимент № 4 при Т окр = 1 °С. Выбранная температура окружающей среды, согласно паспортным данным исследуемого нагревателя 5 , является минимально допустимой для его эксплуатации. Эксперимент № 4 – U факт = 220 В, Т окр = 1 °С. Таблица 4 Результаты экспериментов с различной температурой окружающей среды № п/п U ср , В Q н , кДж Q к , кДж Потери ∆ Q , кДж Время t ф , с P н (ср) кВт P к (ср) кВт ∆ P (ср) кВт α 1 э Q Q э P Q 1 220 4 218 3 352 866 3 330 1,267 1,007 0,260 51° 31' 1,258 1,258 4 209 4 687 3 352 1 335 3 750 1,250 0,894 0,356 54° 26' 1,398 1,398 Анализ полученной энергетической характеристики (рис. 7, а ) позволяет выявить общие закономерности изменения эффективности процесса нагрева: при снижении температуры окружающей среды, в пределах допустимых паспортных значений водонагревателя, происходит уменьшение действующей мощности Р к , вызванное увеличением мощности потерь ∆ Р и интегрального значения потерь энергии ∆ Q , что приводит к снижению эффективности процесса. На энергетической характеристике это отражается смещением точки 4 влево относительно базовой точки 1. Следует отметить, что в эксперименте № 4 питающее напряжение на 5 % ниже номинального, поэтому точка 4 находится ниже точки 1. а б Рис. 7: а – энергетическая характеристика водонагревателя ЭВБО-20/1,25 при различных значениях окружающей температуры (1 ° С и 22 ° С); б – диаграмма процесса для эксперимента № 4 Одним из перспективных направлений использования энергетической характеристики на предприятиях АПК является проведение верификации мероприятий по энергосбережению. В качестве примера проведем анализ распространенного типового решения – применение теплоизоляции для сокращения потерь тепла через поверхность бака нагревателя. Для его реализации была выбрана теплоизоляция марки "Алюфом" (коэффициент теплопроводности изоляции λ = 0,038 Вт/м· ° С) 6 . 5 Характеристики водонагревателя ЭВБО-20/1 Элвин [Электронный ресурс]. URL: http://www.teplosezon.ru/shop/56/570. 6 Отражающая изоляция Алюфом. Технические характеристики [Электронный ресурс]. URL: http://www.resursltd.ru/catalog/folgirovannye-materialy/alufom/.